(57)【要約】  容易に形成できる電極部を有し、更に、触媒担体であると共にヒーターとしても機能するハニカム構造体を提供することを目的とする。ハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４と、ハニカム構造部４の側面に一対の側面電極２３，２３と、ハニカム構造部４と側面電極２３との間に１層以上の中間層１５を備える。ハニカム構造部４は、平均粒子径が３〜４０μｍの炭化珪素粒子、及び珪素を含有し、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜４０／６０、側面電極２３は、炭化珪素粒子の平均粒子径が２０〜１５０μｍ、Ｓｉ／ＳｉＣが２０／８０〜５０／５０、中間層１５は、炭化珪素粒子の平均粒子径、Ｓｉ／ＳｉＣがハニカム構造部４と側面電極２３の間である。ハニカム構造体１００の側面電極２３，２３間の電気抵抗が２〜１００Ωである。
2011105567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、最外周に位置する外周壁とを有する筒状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の側面電極と、前記ハニカム構造部と前記側面電極との間に１層以上の中間層を備え、
前記ハニカム構造部が、骨材としての炭化珪素粒子、及び前記炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有し、
前記ハニカム構造部の前記骨材としての炭化珪素粒子の平均粒子径が３〜４０μｍ、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜４０／６０であり、
前記側面電極は、炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍ、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が２０／８０〜５０／５０であり、
前記中間層は、炭化珪素粒子の平均粒子径が前記ハニカム構造部と前記側面電極の間で、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率が前記ハニカム構造部と前記側面電極の間であり、
前記側面電極間の電気抵抗が２〜１００Ωであるハニカム構造体。
【請求項２】
前記ハニカム構造部の気孔率が３０〜６０％、平均細孔径が２〜２０μｍ、隔壁の厚さが５０〜２００μｍ、セル密度が５０〜１５０セル／ｃｍ２である請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記側面電極、及び／または前記中間層にアルミニウム、モリブデン、錫、ジルコニウムのうち少なくとも１種類を含む請求項１または２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記側面電極の表面に、前記中間層と同じ組成の表面層を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカム構造体に関し、さらに詳しくは、触媒担体であると共にヒーターとしても機能するハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コージェライト製のハニカム構造体に触媒を担持したものを、自動車エンジンから排出された排ガス中の有害物質の処理に用いていた。また、炭化珪素質焼結体によって形成されたハニカム構造体を排ガスの浄化に使用することも知られている（例えば、特許文献１を参照）。【０００３】
ハニカム構造体に担持した触媒によって排ガスを処理する場合、触媒を所定の温度まで昇温する必要があるが、エンジン始動時には、触媒温度が低いため、排ガスが十分に浄化されないという問題があった。【０００４】
そのため、触媒が担持されたハニカム構造体の上流側に、金属製のヒーターを設置して、排ガスを昇温させる方法が検討されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１３６３１９号公報
【特許文献２】特許第２９３１３６２号公報
【０００６】
上記のようなヒーターを、自動車に搭載して使用する場合、自動車の電気系統に使用される電源が共通で使用され、例えば６００Ｖという高い電圧の電源が用いられる。しかし、金属製のヒーターは、電気抵抗が低いため、６００Ｖという高い電圧の電源を用いた場合、過剰に電流が流れ、電源回路を損傷させることがあるという問題があった。【０００７】
また、ヒーターが金属製であると、仮にハニカム構造に加工したものであっても、触媒を担持し難いため、ヒーターと触媒とを一体化させることは難しかった。【０００８】
そのため、多孔質で触媒が担持し易く、電気発熱できる担体が望まれていた。排ガス浄化用触媒担体として機能するためには、ＤＰＦのような隔壁の厚さが３００μｍ、セル密度が４５セル／ｃｍ２では不十分で、さらに隔壁の厚さが薄く高セル密度のものが必要である。【０００９】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、容易に形成できる電極部を有し、更に、触媒担体であると共にヒーターとしても機能するハニカム構造体を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明により以下のハニカム構造体が提供される。
【００１１】
［１］  流体の流路となる一方の端面から他方の端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と、最外周に位置する外周壁とを有する筒状のハニカム構造部と、前記ハニカム構造部の側面に配設された一対の側面電極と、前記ハニカム構造部と前記側面電極との間に１層以上の中間層を備え、前記ハニカム構造部が、骨材としての炭化珪素粒子、及び前記炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有し、前記ハニカム構造部の前記骨材としての炭化珪素粒子の平均粒子径が３〜４０μｍ、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜４０／６０であり、前記側面電極は、炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍ、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が２０／８０〜５０／５０であり、前記中間層は、炭化珪素粒子の平均粒子径が前記ハニカム構造部と前記側面電極の間で、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率が前記ハニカム構造部と前記側面電極の間であり、前記側面電極間の電気抵抗が２〜１００Ωであるハニカム構造体。
【００１２】
［２］  前記ハニカム構造部の気孔率が３０〜６０％、平均細孔径が２〜２０μｍ、隔壁の厚さが５０〜２００μｍ、セル密度が５０〜１５０セル／ｃｍ２である前記［１］に記載のハニカム構造体。
【００１３】
［３］  前記側面電極、及び／または前記中間層にアルミニウム、モリブデン、錫、ジルコニウムのうち少なくとも１種類を含む前記［１］または［２］に記載のハニカム構造体。
【００１４】
［４］  前記側面電極の表面に、前記中間層と同じ組成の表面層を備える前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。
【００１５】
中間層を設けることで、ハニカム構造部（基材）と電極部の密着性が増し、製造時の剥がれが防止され、また、ハニカム構造部と電極部の界面の電気抵抗が下がり、電極部直下での発熱を抑えることができる。珪素（Ｓｉ）にアルミニウム、モリブデン、錫、ジルコニウムを加えることで、電極部の電気抵抗を下げることができる。また、基材焼成後に、電極を配設し、２回目の焼成を行う場合、２回目の焼成温度を下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。
【図３】本発明のハニカム構造体の、ハニカム構造部、中間層、及び電極部の断面を模式的に示す模式図である。
【図４Ａ】本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面における、中間層上に電極部が配設された状態を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面における、中間層内に電極部が配設された状態を示す模式図である。
【図５】本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【図７】表面に中間層と同じ層の表面層を備える側面電極を示す模式図である。
【図８】本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００１８】
（１）ハニカム構造体：
本発明のハニカム構造体の一の実施形態は、図１〜図３，図６に示すように、流体の流路となる一方の端面１１から他方の端面１２まで延びる複数のセル２を区画形成する多孔質の隔壁１と、最外周に位置する（隔壁１全体の外周を取り囲むように配設された）外周壁３とを有する筒状のハニカム構造部（基材）４と、ハニカム構造部４の側面に配設された一対の側面電極２３，２３と、ハニカム構造部４と側面電極２３との間に１層以上の中間層１５を備えるものである。そして、ハニカム構造部４が、骨材としての炭化珪素粒子（炭化珪素）、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有する。骨材としての炭化珪素粒子の平均粒子径が３〜４０μｍであり、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜４０／６０である。また、側面電極２３は、炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍ、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が２０／８０〜５０／５０である。さらに、中間層１５は、炭化珪素粒子の平均粒子径がハニカム構造部４と側面電極２３の間で、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率がハニカム構造部４と側面電極２３の間である。そして、ハニカム構造体１００の側面電極２３，２３間の電気抵抗が２〜１００Ωである。
【００１９】
図１は、本発明のハニカム構造体１００の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図２は、本発明のハニカム構造体１００の一の実施形態の、セルの延びる方向に平行な断面を示す模式図である。尚、図２には、側面電極２３は表わされていない。図３は、ハニカム構造部４、中間層１５、及び側面電極２３の電極部２１の断面を模式的に示す模式図である。
【００２０】
このように、本実施形態のハニカム構造体１００は、側面電極２３，２３間の電気抵抗が２〜１００Ωであるため、電圧の高い電源を用いて電流を流しても、過剰に電流が流れず、ヒーターとして好適に用いることができる。
【００２１】
本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁１及び外周壁３が、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を含有するものである。本実施形態のハニカム構造体１００においては、複数の炭化珪素粒子が、炭化珪素粒子間に細孔を形成するようにして、珪素によって結合されている。
【００２２】
本実施形態のハニカム構造体１００は、ハニカム構造部４の側面に一対の側面電極２３が配設されている。側面電極２３は、電極部２１及び電極端子突起部２２によって構成されている（なお、側面電極２３は、電極端子突起部２２がなく電極部２１のみの場合もある。）。本実施形態のハニカム構造体１００は、一対の電極部２１，２１間に電圧を印加することにより、発熱する。印加する電圧は５０〜８００Ｖが好ましく、５００〜７００Ｖが更に好ましい。例えば、自動車の電気系統に電圧６００Ｖの電源を使用している場合には、当該６００Ｖの電圧を印加することが好ましい。
【００２３】
本実施形態のハニカム構造体１００は、隔壁の厚さが５０〜２００μｍであり、７０〜１３０μｍであることが好ましい。隔壁の厚さをこのような範囲にすることにより、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持しても、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなり過ぎることを抑制できる。隔壁の厚さが５０μｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下するため好ましくない。隔壁の厚さが２００μｍより厚いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなるため好ましくない。
【００２４】
本実施形態のハニカム構造体１００は、セル密度が５０〜１５０セル／ｃｍ２であり、７０〜１００セル／ｃｍ２であることが好ましい。セル密度をこのような範囲にすることにより、排ガスを流したときの圧力損失を小さくした状態で、触媒の浄化性能を高くすることができる。セル密度が５０セル／ｃｍ２より低いと、触媒担持面積が少なくなるため好ましくない。セル密度が１５０セル／ｃｍ２より高いと、ハニカム構造体１００を触媒担体として用いて、触媒を担持した場合に、排ガスを流したときの圧力損失が大きくなるため好ましくない。
【００２５】
本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子（骨材）の平均粒子径は、３〜４０μｍであり、１０〜３５μｍであることが好ましい。ハニカム構造部４を構成する炭化珪素粒子の平均粒子径をこのような範囲とすることにより、ハニカム構造体１００の材質の４００℃における体積電気抵抗を５〜２００Ωｃｍにすることができる。炭化珪素粒子の平均粒子径が３μｍより小さいと、ハニカム構造体１００の４００℃における体積電気抵抗が大きくなるため好ましくない。炭化珪素粒子の平均粒子径が４０μｍより大きいと、ハニカム構造体１００の４００℃における体積電気抵抗が小さくなるため好ましくない。また、炭化珪素粒子の平均粒子径が４０μｍより大きいと、ハニカム成形体を押出成形するときに、押出成形用の口金に成形用原料が詰まることがあるため好ましくない。炭化珪素粒子の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。
【００２６】
ハニカム構造部４を構成する珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜４０／６０であることが好ましい。さらに好ましくは、１５／８５〜３５／６５である。ハニカム構造部４に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、このような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。
【００２７】
本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造部４の材質の４００℃における体積電気抵抗は、１〜４０Ωｃｍであり、１０〜３５Ωｃｍであることが好ましい。４００℃における体積電気抵抗が１Ωｃｍより小さいと、６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに（電圧は６００Ｖには限定されない）、電流が過剰に流れるため好ましくない。４００℃における体積電気抵抗が４０Ωｃｍより大きいと、６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに（電圧は６００Ｖには限定されない）、電流が流れ難くなり、十分に発熱しないことがあるため好ましくない。ハニカム構造体の４００℃における体積電気抵抗は、四端子法により測定した値である。
【００２８】
本実施形態のハニカム構造体１００において、ハニカム構造体１００の４００℃における電気抵抗（側面電極２３，２３間の電気抵抗）は、１〜３０Ωであることが好ましく、１０〜２５Ωであることが更に好ましい。４００℃における電気抵抗が１Ωより小さいと、例えば６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに（電圧は６００Ｖには限定されない）、電流が過剰に流れるため好ましくない。４００℃における電気抵抗が３０Ωより大きいと、例えば６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに（電圧は６００Ｖには限定されない）、電流が流れ難くなるため好ましくない。ハニカム構造体の４００℃における電気抵抗は、四端子法により測定した値である。
【００２９】
本実施形態のハニカム構造体１００においては、電極部２１の４００℃における体積電気抵抗は、ハニカム構造部４の４００℃における体積電気抵抗より低いものであり、更に、電極部２１の４００℃における体積電気抵抗が、ハニカム構造部４の４００℃における体積電気抵抗の、４０％以下であり、２５〜３５％であることが好ましい。電極部２１の４００℃における体積電気抵抗を、ハニカム構造部４の４００℃における体積電気抵抗の、４０％以下とすることにより、電極部２１が、より効果的に電極として機能するようになる。
【００３０】
ハニカム構造部４の隔壁１の気孔率は、３０〜６０％であることが好ましく、３５〜４５％であることが更に好ましい。気孔率が、３０％未満であると、焼成時の変形が大きくなってしまうため好ましくない。気孔率が６０％を超えるとハニカム構造体の強度が低下するため好ましくない。気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００３１】
ハニカム構造部４の隔壁１の平均細孔径は、２〜２０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることが更に好ましい。平均細孔径が２μｍより小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎるため好ましくない。平均細孔径が２０μｍより大きいと、体積電気抵抗が小さくなりすぎるため好ましくない。平均細孔径は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００３２】
本実施形態のハニカム構造体１００において、隔壁１及び外周壁３が、骨材としての炭化珪素粒子、及び炭化珪素粒子を結合させる結合材としての珪素を主成分とすることが好ましく、炭化珪素及び珪素のみから形成されていてもよい。隔壁１及び外周壁３が、炭化珪素及び珪素のみから形成される場合においても、１０質量％以下の微量の不純物が含有されてもよい。隔壁１及び外周壁３が、「炭化珪素及び珪素」以外の物質（微量の不純物）を含有する場合、隔壁１及び外周壁３に含有される他の物質としては、酸化珪素等を挙げることができる。ここで、「隔壁１及び外周壁３が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」というときは、隔壁１及び外周壁３が、炭化珪素粒子及び珪素を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
【００３３】
図１に示すように、一対の中間層１５，１５のそれぞれは、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びると共に両端部間（両端面１１，１２間）に亘る「帯状」に形成されていることが好ましい。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の中間層１５，１５における一方の中間層１５が、一対の中間層１５，１５における他方の中間層１５に対して、ハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されていることが好ましい。このように、中間層１５を帯状に形成し、帯状の中間層１５の長手方向が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びるようにして、更に、中間層１５がハニカム構造部４の両端部間（両端面１１，１２間）に亘るようにしたため、中間層１５の上に側面電極２３を形成することによりハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。また、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の中間層１５，１５における一方の中間層１５が、一対の中間層１５，１５における他方の中間層１５に対して、ハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されるようにすることにより、ハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。
【００３４】
中間層１５の、「ハニカム構造部４の周方向Ｒ」における長さ（幅）が、ハニカム構造部４の側面５の、周方向Ｒにおける長さ（外周の長さ）の、１／３０〜１／３であることが好ましく、１／１０〜１／４であることが更に好ましい。このような範囲にすることにより、ハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。中間層１５の、ハニカム構造部４の周方向Ｒにおける長さ（幅）が、ハニカム構造部４の側面５の、周方向Ｒにおける長さの、１／３０より短いと、均一に発熱できないことがある。１／３より長いと、ハニカム構造部４の中心部付近が加熱され難くなることがある。
【００３５】
中間層１５の厚さは、０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましく０．１〜０．５ｍｍであることが更に好ましい。このような範囲とすることにより、均一に発熱することができる。中間層１５の厚さが０．０５ｍｍより薄いと、接着が不十分で界面電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。２．０ｍｍより厚いと、キャニング時に破損することがある。
【００３６】
中間層１５は、図４Ａ，４Ｂに示すように、外周壁３の表面に配設されていることが好ましい。図４Ａ，４Ｂは、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面における、外周壁３に中間層１５が配設された状態を示す模式図である。  
【００３７】
中間層１５が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることが好ましい。ここで、「炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」とは、炭化珪素粒子と珪素との合計質量が、中間層全体の質量の９０質量％以上であることを意味する。このように、中間層１５が炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、中間層１５の成分とハニカム構造部４の成分とが同じ（又は近い）成分となるため、中間層１５とハニカム構造部４の熱膨張係数が同じ（又は近い）になる。また、材質が同じ（又は近い）になるため、中間層１５とハニカム構造部４との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、中間層１５がハニカム構造部４から剥れたり、中間層１５とハニカム構造部４との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。
【００３８】
中間層１５の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、中間層１５に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がハニカム構造部と側面電極の間である。具体的には、３〜７０μｍであることが好ましく、１５〜５０μｍであることが更に好ましい。中間層１５に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、ハニカム構造部４と側面電極２３の界面の電気抵抗を下げることができる。中間層１５に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、３μｍより小さいと、中間層１５の４００℃における体積電気抵抗が大きくなり過ぎることがある。中間層１５に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、７０μｍより大きいと、中間層１５の強度が弱く破損することがある。中間層１５に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
【００３９】
中間層１５に含有される珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率は、ハニカム構造部４と側面電極２３の間である。具体的には、珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が１０／９０〜５０／５０であることが好ましく、３０／７０〜４０／６０であることが更に好ましい。中間層１５に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、このような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。中間層１５に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、１０／９０より小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。そして、５０／５０より大きいと、製造時に変形し易くなることがある。
【００４０】
図１に示すように、一対の電極部２１，２１のそれぞれは、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びると共に両端部間（両端面１１，１２間）に亘る「帯状」に形成されていることが好ましい。そして、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されていることが好ましい。このように、電極部２１を帯状に形成し、帯状の電極部２１の長手方向が、ハニカム構造部４のセル２の延びる方向に延びるようにして、更に、電極部２１がハニカム構造部４の両端部間（両端面１１，１２間）に亘るようにしたため、ハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。また、セル２の延びる方向に直交する断面において、一対の電極部２１，２１における一方の電極部２１が、一対の電極部２１，２１における他方の電極部２１に対して、ハニカム構造部４の中心部Ｏを挟んで反対側に配設されるようにすることにより、ハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。
【００４１】
図１に示すように、電極部２１は、ハニカム構造部４の両端部間（両端面１１，１２間）に亘るようにして、ハニカム構造部４に配設されていてもよいが、図８に示すように、電極部２１の「セル２の延びる方向における」端部２１ａ，２１ｂと、ハニカム構造部４の端部（一方の端面１１、他方の端面１２）との間に隙間が開いていてもよい。そして、電極部２１の「セル２の延びる方向における」端部２１ａ，２１ｂと、ハニカム構造部４の端部（一方の端面１１、他方の端面１２）との間に隙間が開いている場合には、電極部２１の、「セル２の延びる方向における」長さが、ハニカム構造体の「セルの延びる方向における」長さの５０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが更に好ましく、９０％以上であることが特に好ましい。図８は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態（ハニカム構造体３００）を模式的に示す斜視図である。
【００４２】
電極部２１の、「ハニカム構造部４の周方向Ｒ」における長さ（幅）が、ハニカム構造部４の側面５の、周方向Ｒにおける長さ（外周の長さ）の、１／３０〜１／３であることが好ましく、１／１０〜１／４であることが更に好ましい。このような範囲にすることにより、ハニカム構造部４全体をより均等に加熱することができる。電極部２１の、ハニカム構造部４の周方向Ｒにおける長さ（幅）が、ハニカム構造部４の側面５の、周方向Ｒにおける長さの、１／３０より短いと、均一に発熱できないことがある。１／３より長いと、ハニカム構造部４の中心部付近が加熱され難くなることがある。
【００４３】
電極部２１の厚さは、０．０５〜２．０ｍｍであることが好ましい。このような範囲とすることにより、均一に発熱することができる。電極部２１の厚さが０．０５ｍｍより薄いと、電気抵抗が高くなり均一に発熱できないことがある。２．０ｍｍより厚いと、キャニング時に破損することがある。
【００４４】
電極部２１は、図４Ａに示すように、中間層１５の表面に配設されていることが好ましい。また、電極部２１は、図４Ｂに示すように、一部（中間層１５に接触している側）が中間層１５の内部に埋め込まれた状態で、残りの一部（表面側の一部）が中間層１５から外に（表面側に）出た状態となっていることも好ましい態様である。図４Ａは、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面における、中間層１５上に電極部２１が配設された状態を示す模式図である。図４Ｂは、本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態の、セルの延びる方向に直交する断面における、中間層１５内に電極部２１が配設された状態を示す模式図である。尚、図４Ａ〜図４Ｂにおいては、外周壁３の一部、中間層１５及び片方の電極部２１のみが表され、隔壁等は表されていない。
【００４５】
電極部２１が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることが好ましい。ここで、「炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」とは、炭化珪素粒子と珪素との合計質量が、電極部全体の質量の９０質量％以上であることを意味する。このように、電極部２１が炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極部２１の成分とハニカム構造部４の成分とが同じ（又は近い）成分となるため、電極部２１とハニカム構造部４の熱膨張係数が同じ（又は近い）になる。また、材質が同じ（又は近い）になるため、電極部２１とハニカム構造部４との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、電極部２１がハニカム構造部４から剥れたり、電極部２１とハニカム構造部４との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。
【００４６】
電極部２１の４００℃における体積電気抵抗は、０．１〜１０Ωｃｍであることが好ましく、１〜１０Ωｃｍであることが更に好ましい。電極部２１の４００℃における体積電気抵抗をこのような範囲にすることにより、一対の電極部２１，２１が、高温の排ガスが流れる配管内において、効果的に電極の役割を果たす。電極部２１の４００℃における体積電気抵抗が０．１Ωｃｍより小さいと、製造時に変形してしまうことがある。電極部２１の４００℃における体積電気抵抗が１０Ωｃｍより大きいと、電流が流れ難くなるため、電極としての役割を果たし難くなることがある。
【００４７】
電極部２１は、気孔率が３０〜６０％であることが好ましく、４５〜５５％であることが更に好ましい。電極部２１の気孔率がこのような範囲であることにより、好適な体積電気抵抗が得られる。電極部２１の気孔率が、３０％より低いと、製造時に変形してしまうことがある。電極部２１の気孔率が、６０％より高いと、体積電気抵抗が高くなりすぎることがある。気孔率は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００４８】
電極部２１は、平均細孔径が５〜４５μｍであることが好ましく、２０〜４０μｍであることが更に好ましい。電極部２１の平均細孔径がこのような範囲であることにより、好適な体積電気抵抗が得られる。電極部２１の平均細孔径が、５μｍより小さいと、体積電気抵抗が高くなりすぎることがある。電極部２１の平均細孔径が、４５μｍより大きいと、強度が弱く破損することがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００４９】
電極部２１の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍであることが好ましく、４０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極部２１の４００℃における体積電気抵抗を、０．１〜２．０Ωｃｍにすることができる。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、１０μｍより小さいと、電極部２１の４００℃における体積電気抵抗が大きくなり過ぎることがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、７０μｍより大きいと、電極部２１の強度が弱く破損することがある。電極部２１に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
【００５０】
電極部２１に含有される珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が２０／８０〜５０／５０であることが好ましく、２０／８０〜４０／６０であることが更に好ましい。電極部２１に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、このような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。電極部２１に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、２０／８０より小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。そして、５０／５０より大きいと、製造時に変形し易くなることがある。
【００５１】
本実施形態のハニカム構造体においては、セルの延びる方向に直交する断面において、電極部の、ハニカム構造部の周方向における中央部において、ハニカム構造部の外周に接する接線を引いたときに、当該接線が、いずれかの隔壁と平行であることが好ましい。これにより、キャニング時に破損し難くなる。
【００５２】
また、本実施形態のハニカム構造体１００の最外周を構成する外周壁３の厚さは、０．１〜２ｍｍであることが好ましい。０．１ｍｍより薄いと、ハニカム構造体１００の強度が低下することがある。２ｍｍより厚いと、触媒を担持する隔壁の面積が小さくなることがある。
【００５３】
本実施形態のハニカム構造体１００は、セル２の延びる方向に直交する断面におけるセル２の形状が、四角形又は六角形であることが好ましい。セル形状をこのようにすることにより、ハニカム構造体１００に排ガスを流したときの圧力損失が小さくなり、触媒の浄化性能が優れたものとなる。
【００５４】
本実施形態のハニカム構造体の形状は特に限定されず、例えば、底面が円形の筒状（円筒形状）、底面がオーバル形状の筒状、底面が多角形（四角形、五角形、六角形、七角形、八角形等）の筒状等の形状とすることができる。また、ハニカム構造体の大きさは、底面の面積が２０００〜２００００ｍｍ２であることが好ましく、４０００〜１００００ｍｍ２であることが更に好ましい。また、ハニカム構造体の中心軸方向の長さは、５０〜２００ｍｍであることが好ましく、７５〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。
【００５５】
本実施形態のハニカム構造体１００のアイソスタティック強度は、１ＭＰａ以上であることが好ましい。アイソスタティック強度が１ＭＰａ未満であると、ハニカム構造体を触媒担体等として使用する際に、破損し易くなることがある。アイソスタティック強度は水中にて静水圧をかけて測定した値である。
【００５６】
本発明のハニカム構造体の更に他の実施形態においては、図５、図６に示すように、一対の電極部２１，２１のそれぞれに、電気配線を繋ぐための電極端子突起部２２，２２が配設されている。電極部２１、及び電極端子突起部２２を側面電極２３と呼ぶ（ただし、本発明のハニカム構造体１００は、電極端子突起部２２を形成せず、電極部２１のみでもよく、その場合、電極部２１のみが側面電極２３となる）。そして、電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗が、ハニカム構造部４の４００℃における体積電気抵抗の４０％以下であることが好ましく、２５〜３５％であることが更に好ましい。このように、一対の電極部２１，２１のそれぞれに、電気配線を繋ぐための電極端子突起部２２，２２が配設されていることにより、ハニカム構造部４に損傷を与えることなく、外部の電源からの電気配線をハニカム構造体２００に接続することができる。電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗が、ハニカム構造部４の４００℃における体積電気抵抗の４０％より大きいと、電極端子突起部２２に電気が通り難くなり、ハニカム構造部４を加熱し難くなることがある。図５は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す側面図である。図６は、図５のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【００５７】
電極部２１の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合、電極端子突起部２２の主成分も、炭化珪素粒子及び珪素であることが好ましい。このように、電極端子突起部２２が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とすることにより、電極部２１の成分と電極端子突起部２２の成分とが同じ（又は近い）成分となるため、電極部２１と電極端子突起部２２の熱膨張係数が同じ（又は近い）値になる。また、材質が同じ（又は近く）になるため、電極部２１と電極端子突起部２２との接合強度も高くなる。そのため、ハニカム構造体に熱応力がかかっても、電極端子突起部２２が電極部２１から剥れたり、電極端子突起部２２と電極部２１との接合部分が破損したりすることを防ぐことができる。ここで、「電極端子突起部２２が、炭化珪素粒子及び珪素を主成分とする」というときは、電極端子突起部２２が、炭化珪素粒子及び珪素を、全体の９０質量％以上含有していることを意味する。
【００５８】
電極端子突起部２２の形状は、特に限定されず、電極部２１に接合され、電気配線を接合できる形状であればよい。例えば、図５、図６に示すように、電極端子突起部２２は、四角形の板状の基板２２ａに、円柱状の突起部２２ｂが配設された形状であることが好ましい。このような形状にすることにより、電極端子突起部２２は、基板２２ａにより電極部２１に強固に接合されることができ、突起部２２ｂにより電気配線を確実に接合させることができる。
【００５９】
電極端子突起部２２において、基板２２ａの厚さは、１〜５ｍｍが好ましい。このような厚さとすることにより、電極端子突起部２２を確実に電極部２１に接合することができる。１ｍｍより薄いと、基板２２ａが弱くなり、突起部２２ｂが基板２２ａからはずれやすくなることがある。５ｍｍより厚いと、ハニカム構造体を配置するスペースが必要以上に大きくなることがある。
【００６０】
電極端子突起部２２において、基板２２ａの、「ハニカム構造部４の周方向Ｒ」における長さ（幅）は、電極部２１の、「ハニカム構造部４の周方向Ｒ」における長さの、２０〜１００％であることが好ましく、３０〜１００％であることが更に好ましい。このような範囲にすることにより、電極端子突起部２２が、電極部２１から外れ難くなる。２０％より短いと、電極端子突起部２２が、電極部２１から外れ易くなることがある。電極端子突起部２２において、基板２２ａの、「セル２の延びる方向」における長さは、ハニカム構造部４のセルの延びる方向における長さの、５〜３０％が好ましい。基板２２ａの「セル２の延びる方向」における長さをこのような範囲とすることにより、十分な接合強度が得られる。基板２２ａの「セル２の延びる方向」における長さを、ハニカム構造部４のセルの延びる方向における長さの５％より短くすると、電極部２１から外れ易くなることがある。そして、３０％より長くすると、質量が大きくなることがある。
【００６１】
電極端子突起部２２において、突起部２２ｂの太さは３〜１５ｍｍが好ましい。このような太さにすることにより、突起部２２ｂに、電気配線を確実に接合させることができる。３ｍｍより細いと突起部２２ｂが折れ易くなることがある。１５ｍｍより太いと、電気配線を接続し難くなることがある。また、突起部２２ｂの長さは、３〜２０ｍｍが好ましい。このような長さにすることにより、突起部２２ｂに、電気配線を確実に接合させるとことができる。３ｍｍより短いと電気配線を接合し難くなることがある。２０ｍｍより長いと、突起部２２ｂが折れ易くなることがある。
【００６２】
図５に示すように、電極端子突起部２２は、電極部２１の「セル２の延びる方向」における中央部に配置されていることが好ましい。これにより、ハニカム構造部４全体を均等に加熱し易くなる。
【００６３】
電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗は、０．１〜１０Ωｃｍであることが好ましく、０．５〜５Ωｃｍであることが更に好ましい。電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗をこのような範囲にすることにより、高温の排ガスが流れる配管内において、電極端子突起部２２から、電流を電極部２１に効率的に供給することができる。電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗が０．１Ωｃｍより小さいと、製造時に変形してしまうことがある。電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗が１０Ωｃｍより大きいと、電流が流れ難くなるため、電流を電極部２１に供給し難くなることがある。
【００６４】
電極端子突起部２２は、気孔率が２５〜４５％であることが好ましく、３０〜４０％であることが更に好ましい。電極端子突起部２２の気孔率がこのような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。電極端子突起部２２の気孔率が、２５％より低いと、製造時に変形してしまうことがある。電極端子突起部２２の気孔率が、４５％より高いと、電極端子突起部２２の強度が低下することがあり、特に突起部２２ｂの強度が低下すると突起部２２ｂが折れ易くなることがある。気孔率は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００６５】
電極端子突起部２２は、平均細孔径が５〜３０μｍであることが好ましく、１５〜２５μｍであることが更に好ましい。電極端子突起部２２の平均細孔径がこのような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。電極端子突起部２２の平均細孔径が、５μｍより小さいと、製造時に変形してしまうことがある。電極端子突起部２２の平均細孔径が、３０μｍより大きいと、電極端子突起部２２の強度が低下することがあり、特に突起部２２ｂの強度が低下すると突起部２２ｂが折れ易くなることがある。平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
【００６６】
電極端子突起部２２の主成分が炭化珪素粒子及び珪素である場合に、電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径が１０〜７０μｍであることが好ましく、４０〜６０μｍであることが更に好ましい。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径がこのような範囲であることにより、電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗を、０．１〜２．０Ωｃｍにすることができる。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、１０μｍより小さいと、電極端子突起部２２の４００℃における体積電気抵抗が大きくなり過ぎることがある。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子の平均細孔径が、７０μｍより大きいと、強度が低下することがある。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子の平均粒子径は、レーザー回折法で測定した値である。
【００６７】
電極端子突起部２２に含有される珪素（Ｓｉ）と炭化珪素（ＳｉＣ）の比率（Ｓｉ／ＳｉＣ）が２０／８０〜５０／５０であることが好ましく、２０／８０〜４０／６０であることが更に好ましい。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、このような範囲であることにより、適切な体積電気抵抗が得られる。電極端子突起部２２に含有される炭化珪素粒子と珪素の比率が、２０／８０より小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。そして、５０／５０より大きいと、製造時に変形し易くなることがある。
【００６８】
また、本実施形態のハニカム構造体２００の、「一対の電極部２１，２１のそれぞれに配設された電極端子突起部間」で測定された４００℃における電気抵抗は、１〜３０Ωであることが好ましく、１０〜２５Ωであることが更に好ましい。４００℃における電気抵抗が１Ωより小さいと、６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が過剰に流れるため好ましくない。４００℃における電気抵抗が３０Ωより大きいと、６００Ｖの電源によってハニカム構造体１００に通電したときに、電流が流れ難くなるため好ましくない。ハニカム構造体の４００℃における電気抵抗は、四端子法により測定した値である。
【００６９】
さらに、側面電極２３に中間層１５と同じ組成のスラリーを塗布することにより、図７に示すように、側面電極２３の表面に中間層１５と同じ組成の表面層１５ｓを備えることも好ましい。このようにすると、側面電極２３の表面が緻密になり、電気抵抗を小さくでき、また、強度を向上できるため好ましい。
【００７０】
（２）ハニカム構造体の製造方法：
次に、本発明のハニカム構造体の一の実施形態の製造方法について説明する。
【００７１】
まず、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して成形原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０〜３０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３〜４０μｍが好ましく、１０〜３５μｍが更に好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、製造時に変形することがある。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、成形原料全体の質量に対して３０〜７８質量％であることが好ましい。
【００７２】
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、成形原料全体に対して２〜１０質量％であることが好ましい。
【００７３】
水の含有量は、成形原料全体に対して２０〜６０質量％であることが好ましい。
【００７４】
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、成形原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
【００７５】
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、グラファイト、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、成形原料全体に対して１０質量％以下であることが好ましい。造孔材の平均粒子径は、１０〜３０μｍであることが好ましい。１０μｍより小さいと、気孔を十分形成できないことがある。３０μｍより大きいと、成形時に口金に詰まることがある。造孔材の平均粒子径はレーザー回折方法で測定した値である。
【００７６】
次に、成形原料を混練して坏土を形成する。成形原料を混練して坏土を形成する方法としては特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。
【００７７】
次に、坏土を押出成形してハニカム成形体を形成する。押出成形に際しては、所望の全体形状、セル形状、隔壁の厚さ、セル密度等を有する口金を用いることが好ましい。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。ハニカム成形体は、流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを有する構造である。
【００７８】
ハニカム成形体の隔壁の厚さ、セル密度、外周壁の厚さ等は、乾燥、焼成における収縮を考慮し、作製しようとする本発明のハニカム構造体の構造に合わせて適宜決定することができる。
【００７９】
得られたハニカム成形体について、乾燥を行うことが好ましい。乾燥の方法は特に限定されず、例えば、マイクロ波加熱乾燥、高周波誘電加熱乾燥等の電磁波加熱方式と、熱風乾燥、過熱水蒸気乾燥等の外部加熱方式とを挙げることができる。これらの中でも、成形体全体を迅速かつ均一に、クラックが生じないように乾燥することができる点で、電磁波加熱方式で一定量の水分を乾燥させた後、残りの水分を外部加熱方式により乾燥させることが好ましい。乾燥の条件として、電磁波加熱方式にて、乾燥前の水分量に対して、３０〜９９質量％の水分を除いた後、外部加熱方式にて、３質量％以下の水分にすることが好ましい。電磁波加熱方式としては、誘電加熱乾燥が好ましく、外部加熱方式としては、熱風乾燥が好ましい。
【００８０】
ハニカム成形体の中心軸方向長さが、所望の長さではない場合は、両端面（両端部）を切断して所望の長さとすることが好ましい。切断方法は特に限定されないが、丸鋸切断機等を用いる方法を挙げることができる。
【００８１】
次に、中間層を形成するための中間層形成原料を調合する。中間層の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、中間層形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。
【００８２】
具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して中間層形成原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が１０〜５０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、３〜７０μｍが好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、製造時に変形することがある。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、中間層形成原料全体の質量に対して４０〜８０質量％であることが好ましい。
【００８３】
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、中間層形成原料全体に対して０．１〜２質量％であることが好ましい。
【００８４】
水の含有量は、中間層形成原料全体に対して５０〜５００質量％であることが好ましい。
【００８５】
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、中間層形成原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
【００８６】
次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、スラリー状の中間層形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、縦型の撹拌機を用いることができる。
【００８７】
次に、得られた中間層形成原料を、乾燥させたハニカム成形体の側面に塗布することが好ましい。中間層形成原料をハニカム成形体の側面に塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、スプレー吹き付け方式、印刷方法を用いることができる。また、中間層形成原料は、上記本発明のハニカム構造体における中間層の形状になるように、ハニカム成形体の側面に塗布することが好ましい。中間層の厚さは、中間層形成原料を塗布するときの厚さを調整することにより、所望の厚さとすることができる。このように、中間層形成原料をハニカム成形体の側面に塗布し、乾燥、焼成するだけで中間層を形成することができるため、非常に容易に中間層を形成することができる。
【００８８】
次に、ハニカム成形体の側面に塗布した中間層形成原料を乾燥させることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。
【００８９】
次に、電極部を形成するための電極部形成原料を調合する。電極部の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、電極部形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。
【００９０】
具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して電極部形成原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が２０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、１０〜７０μｍが好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、製造時に変形することがある。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、電極部形成原料全体の質量に対して４０〜８０質量％であることが好ましい。
【００９１】
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、電極部形成原料全体に対して０．１〜２質量％であることが好ましい。
【００９２】
水の含有量は、電極部形成原料全体に対して１９〜５５質量％であることが好ましい。
【００９３】
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、電極部形成原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
【００９４】
次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、ペースト状の電極部形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、縦型の撹拌機を用いることができる。
【００９５】
次に、得られた電極部形成原料を、乾燥させたハニカム成形体の側面に塗布することが好ましい。電極部形成原料をハニカム成形体の側面に塗布する方法は、特に限定されないが、例えば、印刷方法を用いることができる。また、電極部形成原料は、上記本発明のハニカム構造体における電極部の形状になるように、ハニカム成形体の側面に塗布することが好ましい。電極部の厚さは、電極部形成原料を塗布するときの厚さを調整することにより、所望の厚さとすることができる。このように、電極部形成原料をハニカム成形体の側面に塗布し、乾燥、焼成するだけで電極部を形成することができるため、非常に容易に電極部を形成することができる。
【００９６】
次に、ハニカム成形体の側面に塗布した電極部形成原料を乾燥させることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。
【００９７】
次に、電極端子突起部形成用部材を作製することが好ましい。電極端子突起部形成用部材は、ハニカム成形体に貼り付けられて、電極端子突起部となるものである。電極端子突起部形成用部材の形状は、特に限定されないが、例えば、図５、図６に示すような形状に形成することが好ましい。そして、得られた電極端子突起部形成用部材を、電極部形成原料が塗布されたハニカム成形体の、電極部形成原料が塗布された部分に貼り付けることが好ましい。尚、ハニカム成形体の作製、電極部形成原料の調合、及び電極端子突起部形成用部材の作製の、順序はどのような順序でもよい。
【００９８】
電極端子突起部形成用部材は、電極端子突起部形成原料（電極端子突起部形成用部材を形成するための原料）を成形、乾燥して得ることが好ましい。電極端子突起部の主成分を、炭化珪素及び珪素とする場合、電極端子突起部形成原料は、炭化珪素粉末及び珪素粉末に、所定の添加物を添加し、混練して形成することが好ましい。
【００９９】
具体的には、炭化珪素粉末（炭化珪素）に、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を添加して、混練して電極端子突起部形成原料を作製する。炭化珪素粉末の質量と金属珪素の質量との合計に対して、金属珪素の質量が２０〜４０質量％となるようにすることが好ましい。炭化珪素粉末における炭化珪素粒子の平均粒子径は、１０〜７０μｍが好ましい。金属珪素（金属珪素粉末）の平均粒子径は、２〜２０μｍであることが好ましい。２μｍより小さいと、体積電気抵抗が大きくなりすぎることがある。２０μｍより大きいと、製造時に変形することがある。炭化珪素粒子及び金属珪素（金属珪素粒子）の平均粒子径はレーザー回折法で測定した値である。炭化珪素粒子は、炭化珪素粉末を構成する炭化珪素の微粒子であり、金属珪素粒子は、金属珪素粉末を構成する金属珪素の微粒子である。炭化珪素粒子及び金属珪素の合計質量は、電極端子突起部形成原料全体の質量に対して５０〜８５質量％であることが好ましい。
【０１００】
バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。バインダの含有量は、電極端子突起部形成原料全体に対して１〜１０質量％であることが好ましい。
【０１０１】
水の含有量は、電極端子突起部形成原料全体に対して１５〜３０質量％であることが好ましい。
【０１０２】
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、電極端子突起部形成原料全体に対して２質量％以下であることが好ましい。
【０１０３】
次に、炭化珪素粉末（炭化珪素）、金属珪素（金属珪素粉末）、バインダ、界面活性剤、造孔材、水等を混合して得られた混合物を混練して、電極端子突起部形成原料とすることが好ましい。混練の方法は特に限定されず、例えば、混練機を用いることができる。
【０１０４】
得られた電極端子突起部形成原料を成形して、電極端子突起部形成用部材の形状にする方法は特に限定されず、押し出し成形後に加工する方法を挙げることができる。
【０１０５】
電極端子突起部形成原料を成形して、電極端子突起部形成用部材の形状にした後に、乾燥させて、電極端子突起部形成用部材を得ることが好ましい。乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。
【０１０６】
次に、電極端子突起部形成用部材を、電極部形成原料が塗布されたハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。電極端子突起部形成用部材をハニカム成形体（ハニカム成形体の電極部形成原料が塗布された部分）に貼り付ける方法は、特に限定されないが、上記電極部形成原料を用いて電極端子突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。例えば、電極端子突起部形成用部材の「ハニカム成形体に貼り付く面（ハニカム成形体に接触する面）」に電極部形成原料を塗布し、「当該電極部形成原料を塗布した面」がハニカム成形体に接触するようにして、電極端子突起部形成用部材をハニカム成形体に貼り付けることが好ましい。
【０１０７】
そして、電極部形成原料が塗布され、電極端子突起部形成用部材が貼り付けられたハニカム成形体を乾燥し、焼成して、本発明のハニカム構造体とすることが好ましい。
【０１０８】
このときの乾燥条件は、５０〜１００℃とすることが好ましい。
【０１０９】
また、焼成の前に、バインダ等を除去するため、仮焼成を行うことが好ましい。仮焼成は大気雰囲気において、４００〜５００℃で、０．５〜２０時間行うことが好ましい。仮焼成及び焼成の方法は特に限定されず、電気炉、ガス炉等を用いて焼成することができる。焼成条件は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気において、１４００〜１５００℃で、１〜２０時間加熱することが好ましい。また、焼成後、耐久性向上のために、１２００〜１３５０℃で、１〜１０時間、酸素化処理を行うことが好ましい。
【０１１０】
尚、電極端子突起部形成用部材は、ハニカム成形体を焼成する前に貼り付けてもよいし、焼成した後に貼り付けてもよい。電極端子突起部形成用部材を、ハニカム成形体を焼成した後に貼り付けた場合は、その後に、上記条件によって再度焼成することが好ましい。
【実施例】
【０１１１】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。【０１１２】
（実施例１〜１６）
（ハニカム構造部）
表１に記載のＳｉ原料とＳｉＣ原料の合計１００質量％に対し、吸水性樹脂１質量％、ヒドロキシプロピルメチルセルロース７質量％、水３５質量％を混合、混練し、坏土とした。真空土練機にて成形用坏土とし、押出成形機にて成形し、乾燥、両端面を切断し乾燥体を得た。乾燥体を５５０℃で３時間脱脂後、１４５０℃のアルゴン中で２時間焼成した。得られたハニカム構造部４のサイズは直径９３ｍｍ、長さ１００ｍｍで気孔率、気孔径（平均細孔径）、体積電気抵抗、リブ厚（隔壁の厚さ）、セル数（セル密度）は表１に記載の通りであった。【０１１３】
（中間層）
表１に記載のＳｉ原料とＳｉＣ原料の合計１００質量％に対し、ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．４質量％、水３００質量％を縦型混合機で混合し、スラリーを得た。焼成後のハニカム構造部４の側面の対極２箇所に７５ｍｍ幅、厚さ０．１ｍｍとなるように、得られたスラリーをスプレーで吹き付け、７０℃で乾燥し、中間層１５を形成した。【０１１４】
（電極部）
表２に記載のＳｉ原料とＳｉＣ原料の合計１００質量％に対し、ヒドロキシプロピルメチルセルロース０．４質量％、界面活性剤０．５質量％、グリセリン７質量％、水２２質量％を縦型混合機にて混合し、電極部形成材料としてのスラリーを得た。ハニカム構造部４の上に吹き付けた中間層１５の上に、得られたスラリーを側面の対極２箇所に６０ｍｍ幅、厚さ２ｍｍに塗布し、７０℃で乾燥し電極部（ペースト電極）２１を形成した。【０１１５】
（電極端子突起部）
次に、電極と同じＳｉ原料とＳｉＣ原料を用いてこれに、ヒドロキシプロピルメチルセルロース４質量％を添加すると共に、水２８質量％を添加して、混合した。混合物を混練して電極端子突起部形成原料とした。電極端子突起部形成原料を、真空土練機を用いて坏土とした。得られた坏土を、真空土練機を用いて成形し、電極端子突起部に加工し、乾燥して、電極端子突起部形成用部材を得た。また、乾燥条件は、７０℃とした。板状に相当する部分は、３ｍｍ×１２ｍｍ×１５ｍｍの大きさとした。また、突起部に相当する部分は、底面の直径が７ｍｍで、中心軸方向の長さが１０ｍｍの円柱状とした。電極端子突起部形成用部材は２つ作製した。【０１１６】
次に、２つの電極端子突起部形成用部材のそれぞれを、ハニカム成形体の２箇所の電極部形成原料を塗布した部分のそれぞれに貼り付けた。電極端子突起部形成用部材は、電極部形成原料を用いて、ハニカム成形体の電極部形成原料を塗布した部分に貼り付けた。その後、電極部形成原料を塗布し、電極端子突起部形成用部材を貼り付けたハニカム成形体を、脱脂し、焼成し、更に酸化処理してハニカム構造体１００を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。酸化処理の条件は、１３００℃で１時間とした。【０１１７】
（実施例１７）
電極端子突起部２２を取り付けた焼成前の実施例６の側面電極に実施例６と同じ中間層１５用のスラリーをスプレーで吹きつけ、７０℃で乾燥した。次いで、脱脂し、焼成し、更に酸化処理してハニカム構造体を得た。脱脂の条件は、５５０℃で３時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、１４５０℃、２時間とした。酸化処理の条件は、１３００℃で１時間とした。構造体抵抗は、１８Ω、発熱性は良好であった。【０１１８】
（比較例１〜３）
実施例と同様に、表１〜２に示す構成の比較例を作製した。【０１１９】
（体積電気抵抗）
測定対象と同じ材質で１０ｍｍ×１０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を作成した（つまり、ハニカム構造部４の体積電気抵抗を測定する場合にはハニカム構造部４と同じ材質で、側面電極２３の体積抵抗を測定する場合には側面電極２３と同じ材質で、それぞれ試験片を作製した。なお、側面電極２３である電極部２１（ペースト電極）と電極端子突起部２２は、同じ材質で作製した。）。試験片の両端部全面に銀ペーストを塗布し、配線して通電できるようにした。試験片に電圧印加電流測定装置をつなぎ印加した。試験片中央部に熱伝対を設置し、電圧印加時の試験片温度の経時変化をレコーダーにて確認した。６００Ｖ印加し、試験片温度が４００℃になった時点で流れた電流値及び電圧値と、試験片寸法から体積電気抵抗を算出した。【０１２０】
（電気抵抗）
ハニカム構造体１００の中心部に熱電対を設置し、ハニカム構造体１００の中心部の温度をレコーダーで記録できるようにした。そして、ハニカム構造体１００の２つの電極端子突起部２２のそれぞれに電圧印加電流測定装置を繋いで、６００Ｖの電圧を印加した。そして、ハニカム構造体１００の中心部の温度が４００℃になったときの電圧印加電流測定装置の電流値を読み取った。そして、電圧（６００Ｖ）及び電流値よりハニカム構造体１００の電気抵抗（側面電極２３，２３間の電気抵抗）を求めた。また、全体の発熱状態をサーモグラフィで観察し、発熱の温度分布を観察した。表１及び表２に実施例及び比較例の構成、及び試験結果を示す。なお、表２の発熱性は、ハニカム構造体１００の中心部の温度が４００℃になったときのハニカム端面のサーモグラフィ温度差が１００℃未満のときを○、１００℃以上のときを×とした。【０１２１】
【表１】
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【０１２２】
【表２】
2011105567.tif 000004
【０１２３】
（試験結果）
比較例１は、側面電極の電極部２１とハニカム構造部４の界面抵抗が大きいため、電極部２１での発熱が大きく、発熱が不均一であった。比較例２は、ハニカム構造部４の電気抵抗が低すぎ、電圧を上げることができず、均一な発熱が得られなかった。比較例３は、ハニカム構造部４の電気抵抗が高すぎ、電流が十分流れず、所定時間内に昇温することができなかった。中間層１５を形成した実施例１〜１６は、電圧を制御することにより、略均一に、所定時間内に昇温することができた。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明のハニカム構造体は、化学、電力、鉄鋼等の様々な分野において、内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒装置用の担体として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１：隔壁、２：セル、３：外周壁、４：ハニカム構造部、５：側面、１１：一方の端面、１２：他方の端面、１５：中間層、１５ｓ：表面層、２１：電極部、２２：電極端子突起部、２２ａ：基板、２２ｂ：突起部、２３：側面電極、１００，２００，３００：ハニカム構造体、Ｏ：中心部、Ｒ：周方向。
【図１】
2011105567.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
2011105567.tif 000011
【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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